Obrabotka Metallov 2013 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (60) 2013 98 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Введение Технология фокусированного ионного пучка (FIB – Focused Ion Beam) последнее время получает все более широкое распространение [1]. Возможно- сти прецизионного травления и наблюдения оказы- ваются востребованными при работе с такими ми- кро- и нанообъектами, как приготовления фольг для просвечивающей электронной микроскопии, обра- ботка различных покрытий и многослойных струк- тур, модифицирование нанообъектов, в том числе и интегральных микросхем (ИМС) [2–4]. Современная технология фокусированного ионного пучка характеризуется способностью фо- кусировки ионного пучка до диаметра 5 нм при ускоряющем напряжении 30 кВ и относительно ма- лой глубиной проникновения ионов в твердое тело 25±8 нм, что позволяет сохранять свойства обраба- тываемого материала. Возникновение при взаимо- действии ионного пучка с веществом вторичных ионов и электронов позволяет проводить микроско- пическое исследование. Взаимодействие ионного пучка с веществом в газообразном состоянии дает возможность осуществлять ионно-стимулированное химическое травление и осаждение. УДК 54.066 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ТРАВЛЕНИЯ ИОННЫМ ПУЧКОМ МАТЕРИАЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В МИКРО- И НАНОТЕХНОЛОГИЯХ М.В. ТОПЯКОВА, аспирант А.А. ВЕЛИЧКО, доктор техн. наук, профессор ( НГТУ, г. Новосибирск ) Получена 29 июля 2013 года Рецензирование 26 августа 2013 года Принята к печати 5 сентября 2013 года Топякова М.В. – 630073, г.Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет, e-mail: topyakova@gmail.com Проведен анализ скоростей травления ионным пучком материалов, используемых при производстве интегральных микросхем. Экспериментальное травление проводилось на двулучевом электронно-ионном микроскопе Cross Beam 1540 EsB. Показаны зависимости скорости травления алюминия, фосфоросиликатного стекла, нитрида кремния, терми- ческого оксида и поликремния от времени и тока пучка ионов. Из полученных зависимостей видно, что с увеличением тока в некоторых материалах существенно увеличивается эффект распыления и переосаждения, что сказывается и на скорости, и на качестве травления. Исходя из полученных результатов выявлены наиболее оптимальные режимы трав- ления для последующей коррекции экспериментальных образцов чипов СБИС. Ключевые слова: травление фокусированным ионным пучком, интегральные микросхемы, растровый электрон- ный микроскоп. Особенно большие перспективы при использо- вании ионных пучков возникают при их использо- вании в микро- и наноэлектронике [5]. Современные сверхбольшие интегральные микросхемы (СБИС) могут объединять на одном кристалле более мил- лиарда транзисторов. В настоящее время наиболее распространенной в производстве СБИС и опти- мальной с точки зрения «качество-цена» является субмикронная КМОП-технология, в частности, с проектно-технологическими нормами 0,18 мкм, реа- лизованная на большинстве «кремниевых фабрик» в мире. Современная организация микроэлектронно- го производства подразумевает возможность проек- тирования СБИС дизайн-центрами с последующим изготовлением экспериментальных образцов СБИС на серийных фабриках в различных странах мира. Однако в случае выявления ошибок проектирования повторный запуск СБИС на фабрике осуществляется в соответствии с возможностями фабрики спустя до- статочно длительное время [1]. Вместо повторного запуска на фабрике намного быстрее и экономичней провести коррекцию выяв- ленных ошибок проектирования с помощью фокуси- рованного ионного пучка. Для того чтобы отработать